항생제 부작용, 오남용 줄일 수 있을까? 광활성 항생제

(A clear boundary formed after exposing light-activated Penicillin-PPG to green light – half of the dish was sterilized, and the other half teemed with E. coli bacterial growthAdapted from ACS Central Science 2025, DOI: 10.1021/acscentsci.5c00437)

약으로 먹거나 주사로 맞는 항생제의 대부분으 사실 세균을 죽이는데 사용되지 않습니다. 대부분의 세균 감염은 우리 몸의 극히 일부에서만 일어나기 때문에 결국 투여된 항생제의 대부분이 특별한 역할 없이 우리 몸을 돌다가 소변으로 배출되거나 몸에서 대사됩니다. 또 경구로 투여되는 경우 상당량이 흡수되지 않고 대변과 함께 빠져나오게 됩니다. 하지만 이로 인해 장내 미생물 같은 중요한 미생물에 큰 손상을 줄 수 있으며 환경으로 흘러들어간 항생제 때문에 더 광범위한 항생제 내성균 출현의 위험성이 존재합니다.

네덜란드의 흐로닝언 대학 (University of Groningen)의 빅토르 지만스키 교수 (Prof. Wiktor Szymanski) 연구팀은 이 문제를 극복할 수 있는 대안으로 기존의 항생제에 광활성화 (photoactive) 물질을 붙인 광활성화 항생제를 개발했습니다. 먼저 개발한 것은 널리 사용되는 항생제인 페니실린 기반의 페니실린 - PPG (Penicillin-PPG (Photocleavable Protecting Groups))입니다.

페니실린 PPG는 감염 부위에 국소적으로 투여한 후 여기에 특정 파장대(이 경우는 녹색광)의 빛을 비춰주는 식으로 활성화합니다. 따라서 몸의 다른 곳이나 혹은 외부 환경에서 활성화되지 않기 때문에 항생제 부작용이나 내성, 오염 문제를 최소화할 수 있습니다. 뒤집어 이야기하면 전신 부작용의 걱정을 줄이면서 감염 부위에 더 많은 항생제를 안전하게 사용할 수 있어 치료 효과를 높일 수 있습니다. 만약 몸 깊은 곳에 감염 부위가 있다면 내시경을 이용하는 대안도 있습니다.

연구팀은 대장균을 대상으로 페트리 접시 위에 알루미늄 스티커를 붙여 빛이 통하지 않는 곳에서는 항생제가 작동하지 않는다는 것을 확인했습니다. (사진 ) 연구팀은 페니실린 - PPG를 다른 흔한 감염균인 표피포도구균 (Staphylococcus epidermidis)이나 황색포도상구균 (Staphylococcus aureus)에도 활용할 계획입니다.

이론적으로는 그럴 듯 한데, 동물 실험 및 임상 시험에서도 부작용 없이 기대한 효과를 거둘 수 있을지 주목됩니다.

참고

https://newatlas.com/infectious-diseases/penicillin-ppg-antibiotic-green-light/

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.5c00437

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